(57)【要約】【課題】従来の生体物質検出デバイスは、感度や再現性の問題だけでなく、その製造方法上の制限によって生産性が悪く、大量生産が難しいという課題がある。  【解決手段】本発明は、プローブが均一的に固定されたシート状の支持体シートから複数の支持体を作製して、抜き取り検査で全数の性能が確認でき、且つ十分な性能保証を行うことができ、また、支持体はプローブを固定しつつ、液体透過性を有しているため、検体溶液中の検体のほとんど全ては支持体全面を透過して固定されたプローブと反応の機会が増加させて高速で効率的な反応が行われる生体物質検出デバイスとその製造方法及び検出方法である。【選択図】    図２
2005265730.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検体溶液中の少なくとも１つ以上の生体関連物質の有無及び濃度を測定する検出デバイスであって、
検出デバイス内に形成された流路内に、前記生体関連物質のうちの１種類と特異的に反応する少なくとも１つ以上のプローブ物質を固定した支持体が１つ以上実装されており、且つ、該支持体が液体透過性を有することを特徴とする生体物質検出デバイス。
【請求項２】
前記生体物質検出デバイスにおいて、
前記プローブ物質が固定される複数の支持体は、前記流路に配設される際に、該プローブ物質が固定されていない液体透過性材料から形成されたストッパ部を両端側及び該支持体間に間に挟むように実装されることを特徴とする請求項１に記載の生体物質検出デバイス。
【請求項３】
前記生体物質検出デバイスにおいて、
前記プローブ物質を固定する液体透過性を有する支持体と、該プローブ物質が固定されていない前記ストッパ部が、有機または無機材料を用いて、連泡性の多孔質体または織布または不織布に形成されることを特徴とする請求項１に記載の生体物質検出デバイス。
【請求項４】
前記生体物質検出デバイスにおいて、
前記プローブがＤＮＡ、ＲＮＡ、ＰＮＡ、ペプチド、抗体、抗原、酵素のいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の生体物質検出デバイス。
【請求項５】
前記生体物質検出デバイスにおいて、
前記支持体の形成されている流路部分の少なくとも１部が光透過性を有することを特徴とする請求項１に記載の生体物質検出デバイス。
【請求項６】
内部に検体溶液を流すための流路が形成され、該流路に対して外部から光を透過する部分を有する実装部と、
前記実装部の流路に配設され、該流路内を往来する前記検体溶液中の少なくとも１つ以上の生体関連物質のうちの１種類と特異的に反応する１つ以上のプローブ物質が固定され、液体透過性を有する支持体と、
で構成され、前記流路内に１つ以上の支持体が配列されて実装され、前記検体溶液中の少なくとも１つ以上の生体関連物質の有無及び濃度を光学的に測定することを特徴とする生体物質検出デバイス。
【請求項７】
前記生体物質検出デバイスにおいて、
前記支持体は、プローブ物質が均一的に固定されたシート形状からなる支持体シートを前記流路の断面形状と同じ形状に分割されて作製されることを特徴とする請求項６に記載の生体物質検出デバイス。
【請求項８】
前記生体物質検出デバイスにおいて、
前記支持体は前記実装部の流路に実装される際に、該支持体と同等でプローブ物質が未固定のストッパ部が両端側及び該支持体間に介在して配設されることを特徴とする請求項６に記載の生体物質検出デバイス。
【請求項９】
前記生体物質検出デバイスにおいて、
前記支持体は、それぞれに異なるプローブ物質が均一的に固定されたシート形状からなる複数枚の支持体シートを、前記ストッパ部となるストッパ部シートと交互に重ねて積層された状態で前記流路の断面形状と同じ形状に分割して作製することを特徴とする請求項８に記載の生体物質検出デバイス。
【請求項１０】
支持体を用いて検体溶液中の少なくとも１つ以上の生体関連物質の有無及び濃度を測定する検出デバイスの製造方法であって、
液体透過性材料を用いて連泡性の多孔質体または織布または不織布として形成され、生体関連物質のうちの１種類と特異的に反応する少なくとも１つ以上のプローブ物質を固定する支持体を形成する支持体作製工程と、
内部に検体溶液を流すための流路が形成され、該流路に対して外部から光を透過する部分を有する実装部を作製する工程と、
前記実装部の流路内に１つ以上の支持体を配列し、該支持体両端側及び該支持体間に間にストッパ部を挟むように実装する実装工程と、
により作製することを特徴とする生体物質検出デバイス製造方法。
【請求項１１】
前記生体物質検出デバイスにおいて、
前記支持体のそれぞれは複数またはより大きな支持体に相当するプローブ物質を固定した後に分割または分離された支持体の集合体とすることを特徴とする請求項１０に記載の生体物質検出デバイス製造方法。
【請求項１２】
検出デバイス内に形成された流路内に、前記生体関連物質のうちの１種類と特異的に反応する少なくとも１つ以上のプローブ物質を検出面に固定した支持体が１つ以上実装されており、且つ、該支持体が液体透過性を有する生体物質検出デバイスを用いて、
前記流路内で検体溶液の流れ方向に前記支持体の検出面が直交して配置され、前記検体溶液が全ての支持体を透過するように検体溶液を往来させることで、前記支持体に固定されたプローブ物質と被検体を反応させて、検体溶液中の少なくとも１つ以上の生体関連物質の有無及び濃度を測定することを特徴とする生体物質検出デバイスの検出方法。
【請求項１３】
前記生体物質検出デバイスにおいて、
前記支持体の形成されている流路または近接した位置に配置された検出器によって前記被検体と前記プローブ物質との反応の有無及び濃度を光学的に測定することを特徴とする請求項１２に記載の生体物質検出デバイスの検出方法。
【請求項１４】
前記生体物質検出デバイスの検出方法において、
前記検出器によって検出される光が蛍光、燐光、透過光、反射光又は、化学発光のいずれかであることを特徴とする請求項１３に記載の生体物質検出デバイスの検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体物を質検するための出生体物質検出デバイスとその製造方法、及びその検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、検体溶液中の生体物質を検出する方法として種々の方法が提案され、知られている。近年、支持体となる基材に固定させた複数のＤＮＡ断片と検体をハイブリダイゼーションによって小容量で同時に多検体を検出するマイクロアレイの開発が活発になっている。
【０００３】
このマイクロアレイは、ＤＮＡだけでなく、ペプチド、タンパク、細胞などを固定することもできるため、その応用範囲はきわめて広く用いることができる。このマイクロアレイは、その支持体にＤＮＡ断片などをプローブとして固定化している。このため、検体との反応は、固体／液界面での反応となり、反応性が良くないという欠点があった。
【０００４】
この欠点を解決するものとして、例えば、特許文献１には、多孔質体を基板とするＤＮＡチップを用いる技術が開示されている。このようなＤＮＡチップにおいては、基板となる多孔質の陽極酸化アルミニウム薄膜に複数のプローブＤＮＡを固相化しておき、被検溶液を接触させることで反応が生じることを利用している。
【０００５】
さらに、被検溶液を繰り返し透過させることで、その反応を著しく加速させることが出来るとされている。
【特許文献１】特表２０００−５１５２５１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述した様な反応の手法を採用しても、依然として感度や再現性は不十分で更なる改善が求められている。また、感度や再現性の問題だけでなく、その製造方法上の制限によって生産性が悪く、大量生産が難しいという課題もある。そのため、各社ともデバイスの製造方法を様々に工夫している。
【０００７】
製造方法は大きく分けて、スポッティングによる方法と、合成による方法がある。上述した特許文献１は、スポッティングによる一例であり、予め別に合成しておいたプローブを規定の濃度に溶解させておき、それらを基材の所定の位置にスポットすることで製造する。
【０００８】
一方、合成による方法は、例えば、Ａffymetrix社やＡgilent社、Ｃombimetrix社等では、それぞれ基材の上でプローブを直接合成していく方法で製造している。このように様々な製造方法にも関わらず、依然として生産性に問題を残している。
【０００９】
さらに、上位の製造方法では、製造したマイクロアレイの全てのプローブの正確性を保証することが難しい。すなわち、全数の非破壊検査が困難であり、抜き取り検査としても、抜き取りで確認した性能が同一ロット内であっても異なる場合があり、例えば、医療診断等の検査結果により判断が大きく影響する用途に対しては、性能保証が十分ではない状況となっている。
【００１０】
そこで本発明は、製造上での性能保証、感度・再現性の向上を行いながら、生産性も向上させ、低コストで大量に生産できる生体物質検出デバイスとその製造方法及び検出方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は上記目的を達成するために、検体溶液中の少なくとも１つ以上の生体関連物質の有無及び濃度を測定する検出デバイスであって、検出デバイス内に形成された流路内に、前記生体関連物質のうちの１種類と特異的に反応する少なくとも１つ以上のプローブ物質を固定した支持体が１つ以上実装されており、且つ、該支持体が液体透過性を有する生体物質検出デバイスを提供する。
【００１２】
さらに本発明は、支持体を用いて検体溶液中の少なくとも１つ以上の生体関連物質の有無及び濃度を測定する検出デバイスの製造方法であって、液体透過性材料を用いて連泡性の多孔質体または織布または不織布として形成され、生体関連物質のうちの１種類と特異的に反応する少なくとも１つ以上のプローブ物質を固定する支持体を形成する支持体作製工程と、内部に検体溶液を流すための流路が形成され、該流路に対して外部から光を透過する部分を有する実装部を作製する工程と、前記実装部の流路内に１つ以上の支持体を配列し、該支持体両端側及び該支持体間に間にストッパ部を挟むように実装する実装工程と、
により作製する生体物質検出デバイス製造方法を提供する。
【００１３】
また本発明は、検出デバイス内に形成された流路内に、前記生体関連物質のうちの１種類と特異的に反応する少なくとも１つ以上のプローブ物質を検出面に固定した支持体が１つ以上実装されており、且つ、該支持体が液体透過性を有する生体物質検出デバイスを用いて、前記流路内で検体溶液の流れ方向に前記支持体の検出面が直交して配置され、前記検体溶液が全ての支持体を透過するように検体溶液を往来させることで、前記支持体に固定されたプローブ物質と被検体を反応させて、検体溶液中の少なくとも１つ以上の生体関連物質の有無及び濃度を測定する生体物質検出デバイスの検出方法を提供する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、感度・再現性の向上を行いながら、生産性も向上させ、低コストで大量に生産できるデバイスであり、かつ製造上での性能保証も確実に行える生体物質検出デバイスを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。  
まず、本発明の生体物質検出デバイスの概念について説明する。  
本発明の生体物質検出デバイスは、検体溶液中の少なくとも１つ以上の生体関連物質の有無及び濃度を測定することに用いられる。
【００１６】
生体物質検出デバイスは、該デバイス本体となる実装部に形成された流路内に、検出目的に好適する数の液体透過性を有する支持体を両側からストッパ部で挟んで実装される。この実装の際に、これらの支持体は、生体物質検出デバイスの流路の断面をほぼ隙間なく占有するように、且つ検体溶液が流路を往来する方向と検出面を直交するように配列して移動しないようにストッパ部で両側から挟み固定している。
【００１７】
この支持体には、生体関連物質のうちの１種類と特異的に反応する少なくとも１つ以上のプローブ物質が固定されている。また、ストッパ部は液体透過性材料により形成されており、プローブ物質が固定されていない支持体と同等である。
【００１８】
このような構造により、検体溶液はストッパ部及び支持体を共に透過し、ポンプを利用して流路内で往来される。ここでは、各支持体は、１種類の生体物質を検出することができるように、少なくとも１つ以上のプローブが固定されている。尚、このとき、プローブは支持体の少なくとも一部領域に固定されていればよいが、好ましくは、支持体全体（全面）に複数個が固定されていれば、さらに感度や再現性を向上させることができる。
【００１９】
前記支持体及びストッパ部は、有機材料又は無機材料を用いて連泡性の多孔質体または織布または不織布として形成される。但し、これらに限定されるものではなく、支持体としてプローブが固定できるならば、特に限定されるものではなく、様々な種類の材質を適用することができる。例えば、有機樹脂の多孔質フィルムであれば、その化学構造が酸素原子を含まず、且つハロゲン分子が含有している材料などが好適する。これらの材料には、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニリデンジフロライド、ポリフッ化エチレン又は、ポリテトラフルオロエチレン等が含まれる。勿論、これ以外であっても良く、ＰＡＬＬ社が販売しているＢiodyneメンブレンフィルタ等も好適する。
【００２０】
支持体は、化学構造が酸素原子を含まず、且つハロゲン分子を含有している有機樹脂の多孔質フィルムであれば、オゾンに曝す、紫外光を照射する又は、コロナ放電に曝すことにより、低コストで前記多孔質フィルムを活性化させた後に、プローブを固定することができる。また、このときにプローブにアミノ基が修飾されていることでより固定効率を高めることができるが、他の修飾であっても構わない。
【００２１】
ストッパ部の材質としては、特に限定されないが、検体の吸着や検体の変性などの反応性の少ない材質が好適する。また、検出に際して蛍光を利用する場合には、ノイズの原因とならないように蛍光の少ない材質であれば、さらによい。このような材質としては、多孔質石英ガラス等があるが、コスト的に不利になる場合もある。コスト面からみると、有機樹脂または無機多孔質体にカーボンブラックなどを混入させて黒色に着色して蛍光を抑えた液体透過性材料も有用である。
【００２２】
さらに、生体物質検出デバイスの流路には、配列された全ての支持体から光（蛍光等）が検出できるように、全体又は、少なくとも一部に光を透過する窓が設けられる。この窓に近接して光検出器が配設されている。この検出器と窓（流路）との間には、結像、拡大又は縮小を行うための光学系を配設してもよい。この光学系は固定されていても移動可能であっても構わない。加えて、蛍光を検出するためには、励起光源及び波長選択フィルタ及び蛍光波長選択フィルタも配設させるなど、蛍光、吸光及び、りん光等に対応可能な検出装置を窓に近接させる必要がある。また、検出器及び光源においても、生体物質検出デバイスに対して、固定されても移動可能に取り付けられても良い。
【００２３】
検出器及び光源が固定されている場合には、励起光源や検出器は流路内の支持体全てに対して照射、検出が可能なように配置され、且つ各々の支持体を区別できるように検出器またはその素子は複数用意する必要がある。一方、検出器及び光源が移動可能に構成されている場合には、１台の検出器でよく、より高感度な検出器、例えば光電子倍増管やアバランシェフォトダイオードなどを利用できるようになる。また、光源もレーザ光などを流路に沿ってスキャンする光学系を採用し、より強い単色光を利用できる。この場合、光源の照射位置と検出器は同期して移動する必要がある。
【００２４】
このような検出器によると、検出のための信号は支持体の厚み方向の全てから得ることができる。そのため、従来のマイクロアレイに比べて非常に体積の大きなプローブ固定領域からの信号を検出することができるため、大幅な高感度化が可能となる。
【００２５】
上述したような構成の生体物質検出デバイスは、各々の支持体をユニットとして流路内に形成させている。
【００２６】
このユニットには、前述したように生体関連物質のうち１種類と特異的に反応する少なくとも１つ以上のプローブ物質を固定した支持体が１つ以上含まれ、且つ支持体が流体透過性を有している。ここで、支持体は流路の断面と同形状が望ましいが、支持体の形状を整える工程はプローブ固定の工程より前であっても後であっても構わない。
【００２７】
支持体の形状を整える工程がプローブ固定の工程よりも前である場合、形状を整えた複数の支持体を１種類の生体関連物質と特異的に反応する少なくとも１つ以上のプローブを溶解させたプローブ溶液に浸積を行い、固定化することができる。このとき、支持体にプローブを固定するための前処理が必要であればプローブ溶液浸積前に行っておく必要がある。
【００２８】
このプローブ固定の方法としては、浸積に限られるものではなく、刷毛やスプレーによる塗布、印刷などの他の方法でも構わない。一度に複数の支持体にプローブを固定しているので、その中ではプローブの固定量や反応性などは非常に均一になっている。他の異なる種類の生体関連物質を固定した複数の支持体も作製しておき、それぞれの種類の支持体を少なくとも１つずつ流路に挿入していくことで生体物質検出デバイスを製作することができる。支持体の両端には固定のための液体透過性のストッパ部を形成させておくと良い。このように１度に大量に作製した複数の支持体をユニットとして集合させて生体物質検出デバイスを作製する。少数の生体物質検出デバイスを抜き取り検査することでその他の生体物質検出デバイスの保証を行うことが容易となる。
【００２９】
また、支持体の形状を実装部の流路の断面形状に整える工程がプローブ固定の工程よりも後である場合、流路の形状よりも大きな形状（シート形状）の支持体のままプローブを固定させてから形状を整えることで、前述の工程と同等の効果が得られる。
【００３０】
上記の工程では、従来のマイクロアレイでは不可能であった大量作製と均一性、そして抜き取り検査による保証が可能となり、より精度が高く、生産コストの安い生体物質検出デバイスを作製することができる。
【００３１】
本発明の製造方法に従って作製した生体物質検出デバイスは、流路内に検体溶液を入れて全ての支持体に対して検体溶液を透過させることで、目的の検体の支持体に固定したプローブとを反応させる。このような反応方法によると、検体溶液中の検体のほとんど全てはそれと特異的に反応するプローブの固定された支持体を透過するために反応の機会が増加して高速で効率的な反応が可能となる。
【００３２】
従来のマイクロアレイでは、例え液体透過性の支持体を使用して反応性を向上させたとしても、支持体中で複数のプローブは、それぞれに離れて固定されているため、検体溶液中の検体が反応するプローブの部分を透過する確率は低くなる。従って、検体溶液の往来を幾度も繰り返して確実に反応させるためには、反応時間が長くなり効率が悪かった。
【００３３】
従って、本発明による生体物質検出デバイス及び検出方法及び製造方法によれば、感度・再現性の向上を行いながら、生産性も向上させ、且つ低コストで大量に生産できる。さらに、本発明による生体物質検出デバイスは、製造上における性能保証も確実に行えるようにできる。
【００３４】
以下、具体例として、第１の実施形態に係る生体物質検出デバイスの構成と、その製造方法について説明する。  
図１（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ生体物質検出デバイス１の実装部１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄを示している。これらの実装部１ａ〜１ｄは、光検出を行えるように全体が透明又は、少なくとも一部が光透過性する窓が設けられている。材質としては、限定されないが、ガラスやプラスチックが好ましく、より好ましくは石英ガラス、低蛍光ガラス、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリオレフィン樹脂又は、ポリスチレン等が好適する。また、実装部１ａ〜１ｄは、様々な形状を示しているが、その内部に検体溶液の往来がスムーズにできる流路２が形成されていればよく、外観や流路２の断面形状などは限定されない。
【００３５】
図２（ａ）〜（ｄ）は、図１（ａ）〜（ｄ）に示す各実装部１ａ〜１ｄの流路内にそれぞれプローブを固定した複数の支持体４とストッパ部３を交互に積層させて実装した生体物質検出デバイス１を示している。
【００３６】
それぞれの支持体４は、流路２の方向に対して、支持体４の検出面を直交するように積み重ねられ、それらの支持体４間及び両端側（上下側）には、ストッパ部３が配設されている。尚、実装及び検体溶液を透過した際に、隣同士の支持体４が接触しなければ、必ずしも間にストッパ部３を介在させる必要はない。
【００３７】
また、図３及び図４には異なったタイプの生体物質検出デバイス１を示す。  
図３に示す生体物質検出デバイス１は、２分割された実装部下部５ａ、実装部上部５ｂからなり、実装部下部５ａには、流路となる溝７が形成され、他方の実装部上部５ｂには、検体溶液を溝７内に出入りさせるための２つの吸排出口６が形成されている。実装部下部・上部５ａ，５ｂは、重ね合わされて接合され一体的となっている。
【００３８】
複数の支持体４及びストッパ部３がその溝（流路）７内に前述したように交互に配列されて実装される。この生体物質検出デバイス１は、様々な形状をとることができる。尚、吸排出口６は２箇所でなくてもよく、特に流路７に分岐やポンプ、弁などの機能を統合することも可能である。また、流路７の形状や断面形状も特に限定されない。
【００３９】
さらに、図４に示す生体物質検出デバイス１は、２分割された実装部下部８ａ、実装部上部８ｂからなり、実装部下部８ａに流路として機能する両端が開口された通路９が形成され、この通路９に被せられるように、他方の平坦な実装部上部８ｂが積み重ねられて接合され一体化されている。両端側の開口は、検体溶液を出入れさせるための吸排出口６として機能する。この例においても、図３の例と同様に、生体物質検出デバイス１が実装される。
【００４０】
次に、図５及び図６及び図７を参照して、本発明における支持体５が実装された実装部の製造方法について説明する。  
まず、予めプローブを固定した１枚の支持体シート１１をカッター部１３を備えた打ち抜き装置１２（１２ａ，１２ｂ）の間に挟んで、打ち抜く。図６に示すように、支持体シート１１を実装部１ａの流路形状に合わせて打ち抜いた複数の支持体４を製作する。
【００４１】
次に、図７に示すように、打ち抜き装置１２のカッター部１３上に保持されている支持体４は、組み込み装置１４の吸着アーム１５により、複数の実装部１ａ（ここでは、実装部１ａの例について説明する）の流路内のストッパ部３上に１枚ずつ分配される。
【００４２】
全ての実装部１ａに１枚目の支持体４を分配した後に、ストッパ部３を実装部１ａに入れ、さらに、２枚目の支持体４をその上に積み重ねるように分配する。このように交互に複数の支持体４とストッパ部３を交互に積層させる操作を繰り返すことで、生体物質検出デバイス１が作製される。
【００４３】
また、本装置には図示していないコントローラーによって各分配工程を記録しており、履歴を残すことができる。また、図示していないが、各実装部にはラベルが貼付されており、バーコードなどにより内容の確認と履歴の照合が可能になるようにシステム化されている。
【００４４】
尚、この例では、１枚の支持体シート１１をカッター部１３で打ち抜き、分配している。これに対して、カッター部１３に装填する際に、検出目的に沿った複数枚の支持体シート１１とストッパ部シートを重ね合わせた積層状態で打ち抜き、一度の打ち抜きで支持体４積層を作製して、一回の分配動作で実装部１ａへ実装する。
【００４５】
次に、図８は前述した図３で示した生体物質検出デバイス１の作製方法を示している。  この生体物質検出デバイス１は、流路となる溝７が形成された実装部下部５ａと吸排出口６が形成された実装部上部５ｂとが重ね合わせられて接合され一体的に構成される。
【００４６】
支持体４及びストッパ部３は、実装部の接合前に、実装部下部５ａに実装する。実装部下部５ａと実装部上部５ｂとの接合方法は、接着剤、粘着材、熱溶着、超音波融着又は、陽極接合など様々な方法を用いることができ、接合できれば、その方法は特に限定されるものではない。
【００４７】
図９は、前述した図４で示した生体物質検出デバイス１の作製方法を示している。  
この生体物質検出デバイス１は、流路として機能する両端が開口された通路９が形成された実装部下部８ａと、接合面が平坦な実装部上部８ｂとが重ね合わせられて接合され、一体的に構成される。支持体４及びストッパ部３は、実装部の接合前に、実装部下部８ａに実装する。これらの接合方法は、接着剤、粘着材、熱溶着、超音波融着、陽極接合など様々な方法が用いることができ、接合できれば、その方法は特に限定されるものではない。
【００４８】
次に第２の実施形態について説明する。  
この第２の実施形態は、前述した第１の実施形態における図１に示した実装部を装着し生体物質検出デバイス１を用いた検体溶液との反応方法について説明する。  
図１０は、生体物質検出デバイス１と検体溶液を反応させるための反応装置を示している。この反応装置は、検体溶液を所望する温度で維持させるための温度制御部１９と、検体液の漏れを防止するためのパッキン２０と、生体物質検出デバイス１内で検体溶液を往来させるためのポンプ１８と、ポンプ１８と温度制御部１９をつなぐ配管２１とで構成される。
【００４９】
この温度制御部１９は、図示していない温度センサとコントローラによって温度を所望する温度に加熱又は、冷却することができ、さらに、その温度を一定に保つことができる。温度制御部１９には、電気ヒータ、ランプヒータ、ペルチエ素子又は、液体循環タイプ等が好適し、いずれを用いても構わない。またポンプ１８は、種類に特に制限は無いが、吸排を繰り返すのに好適するポンプとしては、シリンジピストンポンプ等がある。パッキン２０においても、気密が確保できれば、その形状や材質に制限は無い。天然ゴムやシリコンゴム等は好適に用いられるが、生体物質検出デバイス１の形状と合わせて、すり合わせ形状での気密確保やロックなども可能である。
【００５０】
まず、図１１に示すように、この温度制御部１９の内側に生体物質検出デバイス１ａを挿入してパッキン２０に当接させる。このパッキン２０によって内部の気密を保つ。次に、検体溶液２２をピペットやライン分注などの方法によって生体物質検出デバイス１内に投入する。温度制御部１９によって所定の温度に生体物質検出デバイス１ａと検体溶液とを保持しつつ、ポンプ１８によって検体溶液の少なくとも一部が支持体４を透過するように吸排動作を繰り返し行う。
【００５１】
反応は検体溶液２２の全てを支持体４全体に透過させるようにポンピングしたほうが効率が良い。本実施形態では、生体物質検出デバイス１ａ内を往来する検体溶液２２は、透過する際に、一度に全ての支持体４に接触する構成になっているため、検体が支持体４に固定されたプローブと反応する機会が非常に高くなり、高効率の反応となり感度の向上が見込める。
【００５２】
この反応を所定の時間または所定の回数の往来させた後、ポンプ１８によって検体溶液２２を支持体４の上方に移動させて、ピペット２３などによって検体溶液２２を取り除く。また、必要に応じて洗浄液を同様な方法によって生体物質検出デバイス１ａ内に投入し、同じくポンピングによって支持体５に残留しているまたは非特異吸着している検体を除去する。さらに必要に応じて温度制御部１９によって加熱しながら洗浄を行うことも可能である。ここで、温度制御部１９とパッキン２０部分は独立していても良い。また、ポンプ１８は配管などによって接続されていれば、その配置は自由に設定できる。さらに、生体物質検出デバイス１ｂ，１ｃにおいてもａ生体物質検出デバイス１ａと全く同等であり、同じ作用効果を得ることができる。
【００５３】
次に、前述した第１の実施形態における図２（ｄ）に示した生体物質検出デバイス１ｄについて、その反応装置を反応方法を説明する。  
図１２（ａ）に示すように、生体物質検出デバイス１ｄの一端は、交換可能なピペットチップと類似する形状をしており、ポンプ１８に設けられた嵌合部と生体物質検出デバイス１ｄが気密を確保しながら連結される。また、生体物質検出デバイス１ｄの他端（先端）は、テーパー形状となっており、検体容器２２を保持する容器へ挿入することが容易である。
【００５４】
図１２（ｂ）に示すように、生体物質検出デバイス１ｄの先端部を容器内の検体溶液２２に差し込み、ポンプ１８により直接的に生体物質検出デバイス１ｄ内に吸引し、検体溶液２２を内部に収容する。この状態で図１２（ｃ）に示すように、温度制御部２４に生体物質検出デバイス１ｄを装填する。装填した時、生体物質検出デバイス１ｄの先端部から検体溶液２２が漏れでないように図示しない漏れ防止用部材が先端部に宛がわれている。
【００５５】
次に、生体物質検出デバイス１ｄと検体溶液２２の温度を保持しながらポンプ１８により、検体溶液２２の少なくとも一部が支持体４を透過するように検体溶液２２を往来させる。本実施形態では、生体物質検出デバイス１ｄ内を往来する検体溶液２２は、透過する際に、一度に全ての支持体に接触する構成になっているため、検体が支持体に固定されたプローブと反応する機会が非常に高くなり、高効率の反応となり感度の向上が見込める。
【００５６】
この反応を所定の時間または所定の回数の往来させた後、図示していない回収ピンなどに検体溶液をポンプ１８によって排出し、必要に応じて洗浄液を同様な方法によって生体物質検出デバイス１ｄ内に吸引し、同様にポンピングを行って支持体４に残留しているまたは非特異吸着している検体を除去する。
【００５７】
さらに必要に応じて温度制御部２４によって加熱しながら洗浄を行うことも可能である。生体物質検出デバイス１ｄはそれ自体がピペットの構造と類似しているため、検体溶液２２や洗浄溶液を支持体４と反応させることが容易にできる利点がある。ピペット形状をしているため、例えば９６ウェルまたは８８４ウェルなどのマイクロタイタープレートなどを検体溶液容器とし、一度に複数の生体物質検出デバイス１ｄをそれぞれのウェルに差し込み、同時に反応させることも容易である。
【００５８】
次に、前述した第１の実施形態における図３に示した生体物質検出デバイスについて、その反応装置を反応方法を説明する。  
図１３に示すように、この生体物質検出デバイス１は、前述したように、流路となる溝７が設けられた実装部下部５ａと、２つの吸排出口６が形成されている実装部上部５ｂとが重ね合わされて接合されて一体的となっている
図１３に示すように、検体溶液２２をピペット２３またはライン分注によって、一方の吸排出口６より流路内に投入する。その後、生体物質検出デバイスを温度制御部２５上に設置し、温度制御部２５により生体物質検出デバイスと検体溶液を所望する温度にして保持する。この時、ポンプ１８に設けられた嵌合部を吸排出口６に嵌合し、検体溶液２２の少なくとも一部が支持体４を透過するように吸排を繰り返す。一度に全ての支持体４に接触するような構成になっているため、検体が支持体４に固定されたプローブと反応する機会が非常に高く、高効率の反応を行うことができ、感度の向上が見込める。
【００５９】
所定の時間または吸排の回数反応を行った後、ポンプ１８によって検体溶液２２を片方の吸排口６に移動させ、ピペット２３などによって検体溶液を取り除き、必要に応じて洗浄液２２を同様な方法によって生体物質検出デバイス内に投入し、同じくポンピングによって支持体５に残留しているまたは非特異吸着している検体を除去する。
【００６０】
さらに必要に応じて温度制御部２５によって加熱しながら洗浄を行うことも可能である。生体物質検出デバイスは板状部材に溝や穴を開けた形状であるため、温度制御部２５の構造が簡単で低コストな反応装置を構築することが可能である。また、１つのデバイス内に複数の独立した流路と支持体を形成することが容易なため、一度に複数の検体を反応させることも容易に実現できる。
【００６１】
次に第３の実施形態について説明する。  
本実施形態は、前述した第１の実施形態における生体物質検出デバイスが検体溶液と反応した後の検体の検出方法について説明する。
【００６２】
図１５において、前述した第１の実施形態における生体物質検出デバイス１（１ａ）について、その検出法を説明する。図１５（ａ），（ｂ），（ｃ）に示す反応装置はそれぞれ検体を蛍光により検出する構成例を示している。
【００６３】
生体物質検出デバイス１は、支持体４及びストッパ部３が実装されている流路部分の少なくとも一部に窓が設けられ、光透過性を有するため、その部分を通して励起光を照射し、さらに検体の量に応じて発生する蛍光を検出する。
【００６４】
図１５（ａ）においては、励起光源２６は図示していない励起光源選択波長を通して所定の励起波長のみを励起光学系２７によって流路内の支持体４全面に照射可能な光とし、照射された部分から発する蛍光を蛍光波長選択フィルタ２８を通して検出器２９にて一度に検出する。
【００６５】
この検出器２９は、例えばラインＣＣＤなどの複数の受光素子を有する検出器を用いることで、全ての支持体４から発する蛍光を支持体毎にその蛍光量を分離して検出することができる。励起光源２６としては、レーザ、ＬＥＤ、ハロゲンランプ、メタルハライドランプ又は水銀ランプ等が好適する。但し、所定の励起波長が得られる光源であれば、特に制限は無い。
【００６６】
図１５（ｂ）においては、励起光源２６から図示しない励起波長選択フィルタを通して励起光を角度可変ミラー３０によって所定の支持体部分に照射する。発した蛍光は蛍光波長選択素子を通して検出器２９で検出される。
【００６７】
このとき、角度可変ミラー８０の角度を連続または不連続に変化させることで任意の支持体に励起光を照射していき、全てまたは所定の支持体の蛍光を検出する。検出器３２は前方に設けられたフィルタ３１と共に励起光が照射される位置に応じて移動する。励起光源は、特に制限は無いが、所定の支持体に励起光を照射するためには光束を細くすることが可能なレーザが好適に用いられる。
【００６８】
図１５（ｃ）においては、図１５（ａ）及び図１５（ｂ）の構成を組み合わせた工程である。従って、励起光源２６から図示しない励起波長選択フィルタを通して励起光を角度可変ミラー３０によって所定の支持体部分に照射する。発した蛍光は蛍光波長選択素子を通して検出器２９で検出される。このとき、角度可変ミラー８０の角度を連続または不連続に変化させることで任意の支持体に励起光を照射していき、全てまたは所定の支持体の蛍光を検出する。
【００６９】
検出器２９は、例えばラインＣＣＤなどの複数の受光素子を有する検出器を用いることで、全ての支持体から発する蛍光を支持体ごとにその蛍光量を分離して検出することができる。励起光源は、特に制限は無いが、所定の支持体に励起光を照射するためには光束を細くすることが可能なレーザーが好適に用いられる。
【００７０】
本実施形態では、蛍光検出について説明を行ったが、検出は蛍光に限らず、りん光、吸光度、化学発光なども好適に用いられる。特に、化学発光は、本生体物質検出デバイスの特徴である、液体透過性を利用して基質反応を連続して行いながら検出できるため、特に望ましい。
【００７１】
次に第４の実施形態について説明する。  
本実施形態は、前述した第１，２，３の実施形態における生体物質検出デバイスの支持体及びストッパ部が有機材料又は無機材料を用いて、連泡性の多孔質体または織布または不織布として作製された例について説明する。  
この支持体に固定されるプローブとしては、ＤＮＡ、ＲＮＡ、ＰＮＡ、ペプチド、抗体、抗原又は、酵素のいずれかが用いられる。これらのプローブは、それぞれの検体に応じて変えることができ、支持体ごとにその種類を変えて固定することもできる。
【００７２】
前述した様に、支持体としては液体透過性を有し、上記したプローブを固定できるものであれば、特に制限は無い。例えば、有機樹脂の多孔質フィルムであれば、その化学構造が酸素原子を含まず、且つハロゲン分子が含有している材料等が好適する。これらの材料には、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニリデンジフロライド、ポリフッ化エチレン又は、ポリテトラフルオロエチレン等が含まれる。勿論、これら以外であっても良く、例えば、ＰＡＬＬ社が販売しているＢiodyneメンブレンフィルタ等も好適する。ここで、前記化学構造が酸素原子を含まず、且つハロゲン分子が含有している有機樹脂の多孔質フィルムであれば、オゾンに曝す、紫外光を照射する又は、コロナ放電に曝すことにより、低コストで前記多孔質フィルムを活性化させた後に、プローブを固定することができる。また、このときにプローブにアミノ基が修飾されていることで、より固定効率を高めることができるが、勿論、他の修飾でも構わない。例えば、生体物質検出デバイスの支持体として、ポリ塩化ビニルから成るフィルタを選択する。このフィルタは、例えばＭillipore社のＰＶＣメンブレンフィルタ（カタログ番号：ＰＶＣ０８４７００）等がある。このフィルタは、平均孔径０．８μｍである。このフィルタを例えば、新光電気社製コロナマスタ等のコロナ放電装置を用いてコロナ放電中に暴露する。これは、大気中で室温にて約２０ｋＶの高周波により発生させたコロナ放電帯にラミネート基材を載せたステージごと２ｃｍ／ｓｅｃの速度で通過させ、暴露を行った。１枚の支持体の処理時間はおよぞ２ｓｅｃであった。
【００７３】
コロナ放電中へ暴露させた後、１種類のオリゴヌクレオチドを溶解させた溶液に３０分間浸積させ、３回洗浄した後、前述した第１の実施形態で説明した方法によって生体物質検出デバイスを製作した。
【００７４】
本実施形態においては、プローブとして５末端にアミノ基を修飾したオリゴヌクレオチドを固定した。この固定の原理は、アミノ基と支持体表面とのイオン結合又は、水素結合と考えられる。そのため、本実施形態は、アミノ基以外の修飾基あっても良く、さらにオリゴヌクレオチドではなく、ペプチド、タンパク又は細胞等であっても適用が十分に可能である。
【００７５】
以上説明したように、本発明の各実施形態によれば、プローブが均一的に固定されたシート状の支持体シートをカッタで打ち抜き、複数の支持体を作製しているため、抜き取り検査を行うだけで、それらの全数の性能が確認でき、十分な性能保証を行うことができる。
【００７６】
また、支持体はプローブを固定しつつ、液体透過性を有しているため、検体溶液中の検体のほとんど全ては支持体全面を透過するため、固定されたプローブと反応の機会が増加して高速で効率的な反応が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の第１の実施形態における生体物質検出デバイスの実装部の形状例を示す図である。
【図２】第１の実施形態の生体物質検出デバイスの実装部に支持体とストッパ部とを実装した例を示す図である。
【図３】生体物質検出デバイスの変形例を示す図である。
【図４】生体物質検出デバイスの変形例を示す図である。
【図５】本発明における支持体が製造方法について説明するための図である。
【図６】生体物質検出デバイスの実装部に実装するための図５に示した支持体シートを実装部の流路形状に合わせて打ち抜いた状態を示す図である。
【図７】図６において打ち抜かれた支持体を実装部に実装する組み込み装置について説明するための図である。
【図８】図３で示した生体物質検出デバイスの作製について説明するための図である。
【図９】図４で示した生体物質検出デバイスの作製について説明するための図である。
【図１０】第２の実施形態に係り、生体物質検出デバイスと検体溶液を反応させるための反応装置を示している。
【図１１】温度制御部に生体物質検出デバイスを装着して反応させることについて説明するための図である。
【図１２】図２（ｄ）に示した生体物質検出デバイスに対する反応について説明するための図である。
【図１３】図３に示した生体物質検出デバイスに対して検体溶液を注入する状態を示す図である。
【図１４】図３に示した生体物質検出デバイスに対する反応について説明するための図である。
【図１５】第３の実施形態において、反応処理後の生体物質検出デバイスに対する検出方法について説明するための図である。
【符号の説明】
【００７８】
１，１ａ〜１ｄ…実装部、２…流路、３…ストッパ部、４…支持体。
【図１】
2005265730.tif 000003
【図２】
2005265730.tif 000004
【図３】
2005265730.tif 000005
【図４】
2005265730.tif 000006
【図５】
2005265730.tif 000007
【図６】
2005265730.tif 000008
【図７】
2005265730.tif 000009
【図８】
2005265730.tif 000010
【図９】
2005265730.tif 000011
【図１０】
2005265730.tif 000012
【図１１】
2005265730.tif 000013
【図１２】
2005265730.tif 000014
【図１３】
2005265730.tif 000015
【図１４】
2005265730.tif 000016
【図１５】
2005265730.tif 000017